Семидиагональный проходной метод для решения задач аппроксимации B-сплайнами

Seven-diagonal run-through method for solving B-spline approximation problems
N.P. Vasiliev, M.R. Vagizov
2026-02-20

Аппроксимация B-сплайнамиалгоритм Томаса (триадиагональный)рекуррентные формулы для семидиагональной матрицысемидиагональный проходной методсимметричная ленточная матрица
Задача аппроксимации B-сплайнами сводится к решению системы линейных уравнений с симметричной матрицей коэффициентов, что позволяет применять метод Холецкого. Эта матрица также имеет ленточную структуру. При степени сплайнов три (наиболее распространённый случай) ширина ленты равна семи. Для решения систем с такими матрицами обычно используется алгоритм Томаса — название, под которым известен метод для трёхдиагональных ленточных матриц. В данной работе исследуется семидиагональный вариант и выводятся рекуррентные формулы. Они протестированы на задаче сглаживания высотных измерений с использованием спутниковой геолокации. По сравнению со схемой Холецкого техника применима к неустойчивым и несимметричным матрицам и более эффективна с точки зрения скорости вычислений и расхода памяти компьютера. Представлены результаты численных исследований устойчивости предложенной схемы для плохо обусловленных задач.
1
Разработана семи-диагональная обобщённая версия алгоритма Томаса с явными рекуррентными формулами для решения таких систем.
2
По сравнению с методом Холецкого семи-диагональная техника применима к неопределённым и асимметричным матрицам, тогда как Холецкий нет.
3
Для кубических B-сплайнов матрица системы симметрична и ленточная с шириной полосы семь, что обосновывает решение семи-диагональной системы.
4
Представлены численные исследования устойчивости схемы для плохо обусловленных задач, показывающие её устойчивые свойства.
5
Предложенный семи-диагональный метод протестирован на задаче сглаживания высотных измерений из спутниковой геолокации.
6
Семи-диагональный метод более эффективен по скорости вычислений и использованию оперативной памяти по сравнению с Холецким.

Семидиагональный метод прогонки для решения линейных систем, возникающих при аппроксимации B-сплайнами (семиполосные симметричные/полосные матрицы коэффициентов)

Рекуррентные формулы, численная устойчивость, вычислительная эффективность (скорость и расход памяти) и применимость семидиагонального метода прогонки для решения/обработки (включая плохо обусловленные, неуверенные или несимметричные) полосных линейных систем, возникающих при кубической B-сплайн-аппроксимации; тестирование на задаче сглаживания высот по спутниковым геопозиционным измерениям

Publication Details
Publication Date
2026-02-20
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
0
Access Type
Author Information
Authors
N.P. Vasiliev
M.R. Vagizov
Explore further
Open the scid.ai AI chat with a ready-made request: it will find papers on a similar topic and help build a literature review.
Find similar papers in the chat
Make a presentation
100%